【摘要】：三坐標(biāo)測量機(jī)作為一種高效便捷的新型精密測量設(shè)備,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、航空航天以及電子工業(yè)等現(xiàn)代精密制造業(yè)中。為了滿足大尺寸、復(fù)雜曲面零部件的檢測需要,對三坐標(biāo)測量機(jī)的整體測量精度提出了更高的要求和挑戰(zhàn),如何快速高效地提升三坐標(biāo)測量機(jī)的整體測量精度是亟待解決的問題,而通過誤差標(biāo)定是提升三坐標(biāo)測量機(jī)測量精度的一種有效途徑。通常針對三坐標(biāo)測量機(jī)測量精度的標(biāo)定儀器主要有:激光干涉儀、激光跟蹤儀和球桿儀。由于激光干涉儀和激光跟蹤儀分別存在測量繁瑣、測量成本高及測量周期長等不足,而傳統(tǒng)球桿儀也存在測量功能單一、測量范圍受限等問題,因此本文創(chuàng)新性地提出了基于傳統(tǒng)球桿儀與圓光柵融合的新型測量裝置,并根據(jù)該裝置建立了聯(lián)動(dòng)誤差的分離算法;并在三坐標(biāo)測量機(jī)上規(guī)劃出多區(qū)域全覆蓋的測量方式,結(jié)合數(shù)據(jù)拼接處理以實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測量機(jī)的全局誤差標(biāo)定,主要研究內(nèi)容有:1.基于球桿儀對自主研發(fā)的三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行誤差標(biāo)定,首先針對球桿儀在測量過程中不可避免產(chǎn)生的中心偏置誤差,利用最小二乘擬合算法求解出中心偏置的坐標(biāo),并結(jié)合軟件數(shù)據(jù)分析的中心偏置結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證,證明了最小二乘擬合算法可以有效可靠的消除中心偏置誤差。2.為了提升誤差分離算法的精確性,改變傳統(tǒng)算法中角度參數(shù)通過三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)給速率和球桿儀采樣頻率兩者之間的關(guān)系估算獲取的不足,并結(jié)合仿真分析了真實(shí)角度獲取對反映三坐標(biāo)測量機(jī)特性的重要性。本文采用圓光柵在角度位置測量方面的優(yōu)異性能,設(shè)計(jì)搭建了回轉(zhuǎn)角度測量和球桿儀結(jié)合的改進(jìn)型球桿儀測量裝置,并對該裝置進(jìn)行了測量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。3.基于改進(jìn)型球桿儀提出了多區(qū)域全覆蓋的測量方式,通過數(shù)據(jù)拼接處理實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測量機(jī)的全局誤差標(biāo)定,解決了因球桿儀測量范圍受限的問題,最后通過在實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)研制的三坐標(biāo)測量機(jī)上進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了改進(jìn)型球桿儀拼接算法的有效性,同時(shí)驗(yàn)證了數(shù)據(jù)拼接處理的可行性。
【圖文】：

４．實(shí)現(xiàn)與數(shù)控機(jī)床的配套對接以組成生產(chǎn)加工線，還可以與加工中心的串聯(lián)對逡逑接以組成柔性制造系統(tǒng)。逡逑三坐標(biāo)測量機(jī)主要由主機(jī)、測頭系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）逡逑四部分組成，如圖１．１所示的是橋式三坐標(biāo)測量機(jī)的示意圖。主機(jī)主要由大理石逡逑工作平臺、橫梁、垂直軸、傳動(dòng)系統(tǒng)、平衡模塊等組成，主機(jī)是三坐標(biāo)測量機(jī)測逡逑量精度的基礎(chǔ)。測頭系統(tǒng)主要包括測針、測頭、測座三個(gè)部分，測頭系統(tǒng)是三坐逡逑標(biāo)測量機(jī)測量精度的保證。控制系統(tǒng)主要由控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、光柵系統(tǒng)三部分逡逑構(gòu)成，控制系統(tǒng)是三坐標(biāo)測量機(jī)測量精度的核心，三坐標(biāo)測量機(jī)是通過運(yùn)動(dòng)控制逡逑器實(shí)現(xiàn)預(yù)期的重復(fù)定位和位置公差的要求。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)處理模塊、逡逑測量模塊、補(bǔ)償模塊等，該系統(tǒng)是三坐標(biāo)測量機(jī)測量精度的反映。上述各組成部逡逑分按照不同的實(shí)現(xiàn)方法、規(guī)格，能夠獲得不同精度類型的三坐標(biāo)測量機(jī)，以便滿逡逑足不同情況下的測量需要。逡逑

簡化的標(biāo)定思路。針對三坐標(biāo)測量機(jī)Ｘ、Ｙ、Ｚ三軸的誤差測量，其中有剛體２１逡逑項(xiàng)幾何誤差的測量、多平面內(nèi)聯(lián)動(dòng)誤差的測量等。誤差參數(shù)的測量通常需要借助逡逑于專用測量工具，比如圖１．２激光干涉儀、圖１．３激光跟蹤儀和圖１．４球桿儀等，，逡逑激光干涉儀的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，范圍大，但測量工序繁瑣。激光跟蹤儀的優(yōu)逡逑點(diǎn)是測量周期短，但耗資成本高，操作要求高。兩者對于幾何誤差的測量都存在逡逑一定的局限性，不利于推廣應(yīng)用。球桿儀具各測量周期短、操作簡便和測量成本逡逑低的優(yōu)點(diǎn)，存在的不足是測量范圍局限性和自身測量功能單一性。逡逑Ｉ邐~|逡逑ｍｍ邐S緬義希保澹保澹卞義希�，，，辶x希椋戾義賢跡保布す飧繕嬉遣飭垮義希沖義

本文編號：2644492